El punto de restricción ( punto R ) es un punto en la fase G 1 del ciclo celular animal , en el que la célula toma la decisión final de avanzar en el ciclo celular. El punto de restricción divide la fase G 1 en dos períodos. Durante el primero de ellos (hasta R), para que la célula avance en el ciclo, necesita una estimulación constante con señales mitogénicas (incluidos los factores de crecimiento ), así como una síntesis intensiva de proteínas . Después de pasar R, dicha estimulación ya no es necesaria [1] [2] .
Inicialmente, en la década de 1950, Temin demostró que las células de pollo alcanzan un cierto punto, después del cual se ven obligadas a replicar su ADN y ya no necesitan señales extracelulares para moverse a través del ciclo celular [1] . Veinte años después, en 1973, Arthur Purdy demostró que solo hay un punto de restricción en la fase G 1 . Antes de este descubrimiento, la fase G1 se definía simplemente como el intervalo de tiempo entre la mitosis y la fase S. Durante mucho tiempo no se conocían factores moleculares y morfológicos exclusivos de las células en fase G 1 . Purdy usó el método de doble bloque , en el que movió células de un bloque del ciclo celular causado por la eliminación de nutrientes y suero a otro bloque, y comparó la efectividad de cada bloque para prevenir el inicio de la fase S. Demostró que en todos los casos, ambos bloqueos eran igualmente efectivos, por lo tanto, ambos afectaban el mismo punto en la fase G 1 , al que denominó punto de restricción (R-point) [3] .
En 1985, Zetterberg y Larsson demostraron que, en todas las etapas del ciclo celular, la eliminación del suero del medio suprimía la síntesis de proteínas . Sólo en las células posmitóticas (es decir, las células en la fase G1 temprana ) la eliminación del suero llevó a las células a un estado de reposo ( fase G0 ). Zetterberg también mostró que casi todas las diferencias en la duración del ciclo celular en diferentes células están asociadas con diferentes duraciones del período desde el punto de restricción hasta la fase S [4] .
Con la excepción del desarrollo embrionario temprano , la mayoría de las células del cuerpo están en reposo, lo que se conoce como la fase G 0 . Tales células no proliferan y, por regla general, se encuentran en un estado terminalmente diferenciado . Algunas células especializadas continúan dividiéndose en el organismo adulto. Cada célula de ambos grupos a la vez tomó una decisión: entrar en un estado de reposo o continuar moviéndose a través del ciclo celular. Esta decisión la toma la célula antes de la fase S en la fase G 1 en el punto de restricción y depende de la combinación de señales externas estimulantes e inhibidoras recibidas por la célula. Antes de que se alcance el punto de restricción, el movimiento celular en la fase G1 requiere estimulantes externos; sin embargo, después de pasar el punto de restricción, los estimulantes externos ya no son necesarios y la célula se mueve irreversiblemente a través del ciclo celular en la dirección de la replicación del ADN. El progreso adicional está regulado por mecanismos intracelulares. Si se eliminan los estimulantes extracelulares antes de alcanzar el punto de restricción, la célula puede entrar en una fase de reposo [2] [1] . En este caso, las células "retroceden" en el ciclo celular y necesitarán tiempo adicional para ingresar a la fase S después de pasar el punto de restricción [1] .
Las señales de los factores de crecimiento extracelulares se procesan de manera típica. El factor de crecimiento se une a un receptor en la superficie celular, y varias cascadas de fosforilación finalmente conducen a un aumento en la concentración de Ca 2+ en el citosol y la fosforilación de proteínas. El número de fosfoproteínas también está regulado por fosfatasas . Finalmente, se activa la transcripción de varios genes diana. Antes de alcanzar el punto de restricción, las células necesitan factores de crecimiento extracelulares, además, necesitan una cantidad suficiente de nutrientes para la síntesis rápida de proteínas. Además, se requiere la acumulación de ciclina D [5] .
Las quinasas dependientes de ciclina 4 y 6 (Cdk4 y Cdk6) se unen a la ciclina D, son activadas por las quinasas activadoras de Cdk y mueven la célula hacia el punto de restricción. Sin embargo, la ciclina D tiene una alta tasa de renovación (vida media inferior a 25 minutos). Debido a la rápida renovación de la ciclina D, las células son extremadamente sensibles a las señales mitogénicas que no solo estimulan la formación de ciclina D en la célula, sino que también estabilizan la ciclina D [5] [6] . Por lo tanto, la ciclina D actúa como un sensor de señales mitogénicas [6] .
Los complejos activos de ciclina D y Cdk fosforilan la proteína del retinoblastoma (pRb) en el núcleo . El pRb no fosforilado actúa como un inhibidor de la progresión de la fase G 1 , impidiendo la transcripción mediada por E2F . Después de la fosforilación, E2F estimula la transcripción de las ciclinas E y A [5] [6] [7] . El complejo activo ciclina E-Cdk comienza a acumularse, lo que completa la fosforilación de pRb [8] .
El cáncer puede ser considerado como una violación del funcionamiento normal del punto de restricción, debido a que las células, erróneamente, ingresan constantemente a un nuevo ciclo celular sin salir de la fase de reposo G 0 [2] . Las mutaciones en los pasos de la célula a través del ciclo celular hasta el punto de restricción pueden conducir a una transformación maligna. Muy a menudo, tales mutaciones se observan en los genes que codifican Cdk y sus inhibidores (CKI). Las Cdk demasiado activas y las CKI demasiado inactivas reducen la rigurosidad del paso por el punto de restricción, lo que permite que las células eviten la senescencia [7] .
El punto de restricción puede ser importante para el desarrollo de nuevos fármacos contra el cáncer . En condiciones fisiológicas normales, la proliferación de todas las células está regulada por el punto de restricción. Esta circunstancia se puede aprovechar para proteger a las células no cancerosas de la quimioterapia anticancerosa . Los medicamentos de quimioterapia generalmente actúan sobre las células que proliferan rápidamente. Utilizando fármacos que bloquean el paso del punto de restricción, como los inhibidores de los receptores del factor de crecimiento , es posible prevenir la proliferación de células normales y protegerlas así de los efectos nocivos de la quimioterapia [6] .
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